臺灣博碩士論文加值系統

自動辨識系統的研究已經發展多年，近幾年來因無線通訊技術發展迅速，結合辨識和無線所形成的無線身份識別系統(RFID)就此因應而生，然而國內對讀取單元(Reader Unit)與詢答單元(Transponder Unit)的研究著重於電路積體化的過程，卻常未對其所研究積體電路做整體功能的整合。
建構無線身份辨識系統的主要架構有，詢答單元、讀取單元、微控制器單元(Microcontrol Unit)。整個系統的動作原理為讀取單元透過線圈天線(Coil Antenna)提供電磁能給不帶任何能源的詢答單元，詢答單元這時藉由負載調變耦合回一有附加身份辨識碼的調變訊號給讀取單元，讀取單元將此訊號解調還原身份辨識碼。身份辨識碼是一基頻訊號，此基頻訊號再交給微控制器單元做時脈速率辨識、資料同步(Synchronization)讀取、解碼、信號處理，最後再做其應用。
本論文運用ATMEL-TK5530當Transponder，研究重點在於讀取單元線圈天線中心頻率、頻寬與品質因素的設計，解調電路靈敏度(Sensitivity)的提升，與微控制器單元取得數據時脈速率和同步與解碼程式的撰寫。最後，結合上述幾項要點達成無線射頻身份辨識系統的完整性。

The design of automatic identification systems has been investigated for many years. Due to the remarkable advance of wireless technologies, radio frequency identification (RFID) has received more and more attention and even become the mainstream. However, most researches of the reader and transponder units only emphasize the design techniques of integrated circuits for single unit rather than the integration of the whole system.
The major architecture of the RFID system comprises a transponder unit, a reader unit, and a microcontrol unit. The reader provides magnetic energy to the passive transponder through a coil antenna, and the transponder then damps the coupled magnetic field according to a built-in identification code. The reader will demodulate the damped signal to recover the identification code. Finally, the microcontrol unit performs clock rate discrimination, data synchronization, decoding, and signal processing as well.
In this thesis, ATMEL-TK5530 is utilized as the transponder unit and a lot of research effort has been made on the design of the reader unit. This thesis will discuss the coil antenna design, sensitivity of demodulation circuits, clock rate discrimination, data synchronization, and programming of the microcontrol unit for the entire reader unit, respectively.

目 錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 簡介 1
1.2 研究動機與背景 2
1.3 論文結構 3
第二章 射頻身份辨識系統 4
2.1 詢答機單元 4
2.2 讀取單元 9
2.3 微控制器單元 13
第三章 線圈天線的實驗與設計 15
3.1 線圈天線設計與量測 15
3.1.1 應用原理 15
3.1.2 設計與量測 17
3.1.3 線圈天線電感理論數據與實驗數據比較 24
3.2 線圈天線電感耦合電路 24
3.2.1 ATMEL線圈天線對天線四號諧振型態量測 25
3.2.2 ATMEL線圈天線對卡片型天線 32
3.2.3 ATMEL線圈天線對TI天線 35
3.2.4 卡片型線圈天線對ATMEL線圈天線 37
3.3 品質因數與頻寬 38
3.3.1 設計實例 39
3.3.2 模擬與量測 40
3.3.3 其他量測 48
第四章 讀取單元的解調與解碼 57
4.1 振幅解調 57
4.1.1 解調電路 59
4.1.2 主動濾波 63
4.1.3 數據比較電路 66
4.2 旋轉碼 82
4.3 曼徹斯特碼解碼同步 86
第五章 微控制器單元的程式設計 94
5.1 PIC16F87X 94
5.1.1 記憶體結構 95
5.1.2 精簡指令集組合語言 98
5.1.3 硬體模擬器ICD 100
5.2 特殊內嵌功能模組 102
5.2.1 輸出入埠 102
5.2.2 內部計時器模組 103
5.2.3 CCP模組 104
5.3 曼徹斯特碼接收程式設計 106
5.3.1 功能說明 106
5.3.2 數據同步與解碼流程圖 108
5.3.3 程式設計注意事項 112
5.3.4 整合電路 115
第六章 結論 117
參考文獻 121
附錄
A 使用之軟體與儀器設備 121
B 二極體靜態與動態曲線量測 125
C曼徹斯特碼發送程式 141
D曼徹斯特碼接收程式 145
E 3366碼傳送與接收模組 152
F 3366碼傳送與接收程式 159
作者簡介 175

參考文獻
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